鉴相器 PD

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本课内容
概述
鉴相器
环路滤波器
压控振荡器
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鉴相器

鉴相器是一个相位比较装置,又称为相位比较器。它的输出误差电压v d (t)是v i (t)与v o (t) 的瞬时相位之差的函数。

A.鉴相特性

a.表示鉴相器输出电压与两个比较信号相位之间的关系。

b.典型的鉴相特性有:

●正弦鉴相特性

●三角鉴相特性
●锯齿波鉴相特性

B.鉴相器电路实例

说明:

a.二极管鉴相器

1) 二极管平衡鉴相器
电路:(右图)
v d (t)=AD1 sinφe (t)
⊙AD 为鉴相特性斜率或称鉴相增益或称鉴相灵敏度,量纲为(V/rad)。
⊙|φe (t)|≤30o ,则鉴相器等效一个相位减法器,其极性代表v i 超前v o 或滞后v o (指同频时,并不考虑它们固定π/2相位差)。
⊙当t=0, △ω=ωir v iv o 的固有频差(或起始频差)。
当t≠0,ωi ≠ω0 ,v dv iv o 差拍电压,v d 为交流电压,则意味环路失锁。
当t→∞,ωi0V d 为直流电压,则意味环路锁定。

2).二极管环型鉴相器

★★例一:电路

v d (t)=AD2 sinφe (t) AD2 =2AD1
⊙与平衡鉴相器比较优点有:
☆鉴相灵敏度高一倍
☆实现输出平衡和阻抗匹配。
☆平衡对称结构好载漏小。

★★ 例二:电路

v d =AD2 sinφe (t)
R1 ~R4 补偿均衡二极管的非线性,起温度稳定作用。

射频波段,Tr1 ,Tr2 用传输线变压器。为克服匝数少,变压器次级绕组中心抽头困难,用电阻R5 ~R10 加以精确的平衡鉴相器。

电容C1 ~C4 用来补偿电路电容。

b.高频鉴相器(这是微波锁相环采用的鉴相器)

⊙传输线变压器,使次级得到二个对称的
v 1 (t)信号电压.并且磁力线集中,初次
级之间分布电容可作为电路的基本元
件。
⊙高频电容采用片电容,电力线集中,寄生
参数影响小。
⊙电路简单,易调上下对称(对地而言)。
⊙灵敏度高,工作频率高,可从30MHz~400MHz。

c.集成化鉴相器 (数字锁相环和模拟锁相环的鉴相器都可做成集成化电路)

举例:用压控吉尔伯特相乘器构成鉴相器(集成块)

v i 输入正弦波信号v i (t)=Vim sin(ωi t+φi )
v o 为VCO反馈到鉴相器的矩形波
⊙ 输出信号v d (t)=AD sinφe (t)

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